Giáo trình tài nguyên nước nguyễn thị phương loan

Giáo trình tài nguyên nước
Nguyễn Thị Phương Loan
NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2005, 111 Tr.
Từ khoá: tài nguyên nước, nguồn nước tự nhiên, khái niệm tài nguyên nước, nguồn
gốc nước tự nhiên, tính chất, ý nghĩa của nước, cân bằng nước, tuần hồn nước, phân
bố của nước, sơng ngịi, tài ngun nước sơng, nghiên cứu về sơng ngịi, tài nguyên
nước hồ, hồ chưa, nghiên cứu về hồ, tài nguyên nước việt nam, hồ đầm việt nam, hồ
đầm.
Tài liệu trong Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên có thể được sử dụng cho mục
đích học tập và nghiên cứu cá nhân. Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép, in ấn phục
vụ các mục đích khác nếu khơng được sự chấp thuận của nhà xuất bản và tác giả.

Mục lục

CHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TÀI NGUYÊN NƯỚC ................................ 7
1.1
Thế nào là tài nguyên nước? ................................................................................... 7
1.2
Nguồn gốc nước tự nhiên ...................................................................................... 10
1.3
Thể tồn tại của nước, tính chất và ý nghĩa ............................................................ 10
1.4
Tuần hoàn nước tự nhiên....................................................................................... 11
1.5
Cân bằng nước....................................................................................................... 12
1.6
Quy luật phân bố nước theo không gian ............................................................... 14
1.7
Quy luật biến động nước theo thời gian................................................................ 17
1.7.1 Tính chu kỳ........................................................................................................ 17
1.7.2 Tính ngẫu nhiên................................................................................................. 17

1.8
Khả năng tự tái tạo của tài nguyên nước............................................................... 19
1.8.1 Khả năng tái tạo lượng và năng lượng nước ..................................................... 19
1.8.2 Khả năng tự tái tạo chất nước............................................................................ 19
1.9
Tính địa đới của tài nguyên nước.......................................................................... 21
1.10 Tính lưu vực của tài nguyên nước......................................................................... 21


1.11 Các yếu tố tự nhiên hình thành tài nguyên nước................................................... 22
1.11.1
Khí hậu .......................................................................................................... 22
1.11.2
Địa hình, địa chất, thổ nhưỡng ...................................................................... 24
1.11.3
Lớp phủ thực vật ........................................................................................... 26
1.12 Ảnh hưởng của biến động khí hậu tới tài nguyên nước ........................................ 27
1.13 Tác động nhân sinh tới tài nguyên nước ............................................................... 29
1.13.1
Tác động trực tiếp ......................................................................................... 29
1.13.2
Tác động gián tiếp ......................................................................................... 30
1.14 Tai biến môi trường liên quan tới tài nguyên nước............................................... 30
1.14.1
Tổng quan...................................................................................................... 30
1.14.2
Lũ lụt ............................................................................................................. 31
1.14.3
Lũ quét........................................................................................................... 33
1.14.4

Lũ bùn đá....................................................................................................... 33
1.14.5
Hạn hán ......................................................................................................... 34
1.14.6
Các dạng tai biến, rủi ro môi trường khác liên quan tới nước....................... 35
CHƯƠNG 2 SƠNG NGỊI VÀ TÀI NGUYÊN NƯỚC SÔNG ................................. 39
2.1
Tổng quan.............................................................................................................. 39
2.2
Chế độ nước sơng.................................................................................................. 42
2.3
Năng lượng dịng nước.......................................................................................... 44
2.4
Quy luật chuyển động của nước............................................................................ 45
2.4.1 Q trình sinh dịng chảy từ mưa trên lưu vực.................................................. 45
2.4.2 Quy luật chảy tập trung trên lưu vực................................................................. 46
2.4.3 Quy luật chuyển động của nước trong sơng...................................................... 48
2.5
Hình dạng lịng sơng và tương tác dịng nước lịng sơng...................................... 50
2.5.1 Hình dạng lịng sơng trên mặt bằng .................................................................. 50
2.5.2 Hình dạng đáy sơng........................................................................................... 51
2.5.3 Chỉ tiêu ổn định lịng sơng ................................................................................ 52
2.5.4 Dịng chảy phù sa .............................................................................................. 52
CHƯƠNG 3 TÀI NGUYÊN NƯỚC HỒ VÀ HỒ CHỨA.......................................... 54
3.1
Tài nguyên nước hồ............................................................................................... 54
3.2
Tài nguyên nước hồ chứa ...................................................................................... 57
3.2.1 Tổng quan.......................................................................................................... 57
3.2.2 Các đặc trưng hình thái kho nước dạng đập...................................................... 58

3.2.3 Những vấn đề đặc biệt của kho nước nhân tạo ................................................. 59
CHƯƠNG 4 TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT....................................................... 65
4.1
Khái niệm .............................................................................................................. 65
4.1.1 Khái niệm chung về nước dưới đất ................................................................... 65
4.1.2 Trữ lượng nước dưới đất ................................................................................... 65
4.1.3 Quan hệ giữa nước mặt và nước dưới đất ......................................................... 66
4.2
Phân bố nước dưới đất theo thế nằm..................................................................... 66
4.2.1 Nước trong đới thơng khí .................................................................................. 66
4.2.2 Nước trong đới bão hoà..................................................................................... 67
4.3
Chế độ nước dưới đất ............................................................................................ 68


CHƯƠNG 5 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC, SỬ DỤNG NƯỚC VÀ TÁC ĐỘNG
ĐẾN MÔI TRƯỜNG .............................................................................. 69
5.1
Nhu cầu, phương thức khai thác nước và hệ quả .................................................. 69
5.1.1 Tiêu thụ nước trong nông nghiệp ...................................................................... 69
5.1.2 Tiêu thụ nước trong công nghiệp ...................................................................... 71
5.1.3 Tiêu thụ nước trong sinh hoạt ........................................................................... 72
5.1.4 Dùng nước trong thuỷ điện ............................................................................... 73
5.1.5 Dùng nước trong giao thông thuỷ ..................................................................... 74
5.1.6 Dùng nước trong thuỷ sản ................................................................................. 74
5.1.7 Ứng xử tai biến liên quan tới nước.................................................................... 75
5.2
Quản lý tổng hợp nguồn nước............................................................................... 76
5.2.1 Lịch sử vấn đề ................................................................................................... 76
5.2.2 Quản lý tổng hợp nguồn nước........................................................................... 77

5.2.3 Quản lý tài nguyên nước theo lưu vực .............................................................. 79
5.2.4 Giám sát lượng nước ......................................................................................... 80
5.2.5 Giám sát chất lượng nước ................................................................................. 82
5.2.6 Công cụ kinh tế trong quản lý nguồn nước ....................................................... 82
CHƯƠNG 6 TÀI NGUYÊN NƯỚC VIỆT NAM....................................................... 86
6.1
Tổng quan chung................................................................................................... 86
6.1.1 Đặc điểm chung tài nguyên nước Việt Nam ..................................................... 86
6.1.2 Đặc điểm tài nguyên nước sông Việt Nam ....................................................... 87
6.1.3 Đặc điểm tài nguyên nước dưới đất Việt Nam.................................................. 90
6.1.4 Hồ đầm Việt Nam ............................................................................................. 91
6.1.5 Tai biến rủi ro liên quan đến nước ở Việt Nam................................................. 93
6.1.6 Nhu cầu về nước................................................................................................ 97
6.1.7 Quản lý tài nguyên nước ở Việt Nam ............................................................... 99
6.2
Các lưu vực sông lớn ở Việt Nam....................................................................... 101
6.2.1 Lưu vực sông Hồng - Thái Bình ..................................................................... 101
6.2.2 Lưu vực sơng Kỳ Cùng - Bằng Giang............................................................. 103
6.2.3 Lưu vực sông Mã ............................................................................................ 104
6.2.4 Lưu vực sông Cả ............................................................................................. 105
6.2.5 Lưu vực sông Thu Bồn.................................................................................... 106
6.2.6 Lưu vực sông Ba ............................................................................................. 106
6.2.7 Lưu vực sông Đồng Nai .................................................................................. 107
6.2.8 Sông Mê Công................................................................................................. 109


6

Lời nói đầu
Nước có vai trị khơng thể thay thế trong tồn bộ sự sống và các q trình xảy ra trên Trái

Đất. Nước gúp phần thành tạo bề mặt đất, hình thành đất thổ nhưỡng, thảm thùc vật, tạo thêi
tiết, điều hồ khớ hậu, gây hiệu ứng nhà kính, phân phối lại nhiệt ẩm... Nước là môi trường
cho các phản ứng hóa sinh tạo chất mới, giúp chuyển dịch nhiều loại vật chất. Môi trường
nước là cái nôi phát sinh và phát triển các cá thể sống đầu tiên. Nước là môi trường bảo đảm
dẫn chất, trao đổi chất, thải chất và giúp điều hoà thân nhiệt cho nhiều loại sinh vật. Nước có
vai trị quyết định trong các hoạt động kinh tế và đêi sống văn hóa tinh thần của loài người.
Trong lịch sử, các thuỷ vực lớn thưêng là những cái nôi của nhiều nền văn minh vĩ đại, đồng
thêi sự suy thóai vực nước cũng là nguyên nhân chính dẫn đến suy tàn một số trung tâm chính
trị, kinh tế và văn hóa lớn.
Thuỷ quyển là thành tố hài hồ của Trái Đất mang tính nhất thể và thống nhất, gúp phần
tạo ra giá trị thẩm mĩ, văn hóa và tính đặc thù riêng cho mỗi địa phương. Thuỷ quyển đồng
thêi là một môi trường tự nhiên có những quy luật sinh thành biến động riêng. Từ lâu nước đó
là đối tượng nghiên cứu của nhiều ngành khoa học khác nhau. Hóa học nghiên cứu nước như
một hợp chất (cấu tạo, tính chất hóa học...). Thuỷ văn học, hải văn học và địa chất thuỷ văn
nghiên cứu thuỷ quyển như một thành tố tự nhiên của Trái Đất. Thuỷ lợi, thuỷ điện, giao
thông, thuỷ sản, cấp nước... nghiên cứu nước để phục vô việc khai thác một giá trị sử dụng
nào đó, như cấp nước, năng lượng, môi trường, tuyến giao thông... hoặc nhằm khắc phục
những tác động bất lợi của nước trong quá trình thùc thi các dự án liên quan đến nó. Khi con
người tác động một cách riêng rẽ, khai thác thuỷ quyển theo từng tính năng và giá trị sử dụng
của nó, cố gắng tiến tới đạt được hiệu suất khai thác đơn cao nhất, họ đó vơ tình gây ra những
tác động bất lợi, trước tiên là cho chính họ và sau đó là cho mơi trường sống của mình.
Giáo trình "Tài nguyên nước" được biên soạn phục vụ chương trình đào tạo cử nhân khoa
học môi trường của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Giáo trình
trình bày những vấn đề cơ bản về nước trong các thuỷ vực lục địa như một loại hình tài
nguyên thiên nhiên đặc biệt, trong mối quan hệ giữa nó với các yếu tố tự nhiên và nhân sinh
khác nhau, nhằm hướng tới sự sử dụng nước hợp lý và tối ưu cho cả con người và tự nhiên.
Trong lần biên soạn và in ấn đầu tiên này, tác giả chân thành cảm ơn những đóng gúp xây
dựng từ TS. Vũ Văn Tuấn, PGS.TS. Hoàng Xuân Cơ, ThS. Nguyễn Thanh Sơn. Đồng thêi tác
giả rất mong nhận được sự trao đổi chân thành của các quý vị quan tâm để giáo trình ngày
càng hồn thiện hơn.

Tác giả


7

Chương 1
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TÀI NGUYÊN NƯỚC
1.1

Thế nào là tài nguyên nước?

Tài nguyên thiên nhiên là các dạng vật chất, năng lượng, thơng tin có giá trị tự thân, thể
hiện qua các đặc tính cơ, lý, hố, sinh... của chúng mà con người đã biết hoặc chưa biết, tồn
tại khách quan và tuân theo những quy luật tự nhiên nhất định, mà con người có thể sử dụng
được trong hiện tại hoặc tương lai.
Theo “Thuật ngữ thuỷ văn và môi trường nước”, tài nguyên nước là lượng nước trên một
vùng đã cho hoặc lưu vực, biểu diễn ở dạng nước có thể khai thác (nước mặt và nước dưới
đất). Điều 2 Luật Tài nguyên nước Việt Nam (1998) quy định "Tài nguyên nước (của Việt
Nam) bao gồm các nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới đất, nước biển thuộc lãnh thổ Việt
Nam". Rõ ràng, tài nguyên nước của một lãnh thổ là tồn bộ lượng nước có trong đó mà con
người có thể khai thác sử dụng được, xét cả về mặt lượng và chất, cho sinh hoạt, sản xuất,
trong hiện tại và tương lai.
Nước là dạng tài nguyên đặc biệt. Nó vừa là thành phần thiết yếu của sự sống và môi
trường, quyết định sự tồn tại, phát triển của xã hội, vừa có thể mang tai họa đến cho con
người. Nước có khả năng tự tái tạo về lượng, về chất và về năng lượng.
J.A.Jonnes chia tài nguyên nước thành ba loại:
Tài nguyên tiềm năng tương lai, là tồn bộ lượng nước có trên Trái Đất mà trong điều
kiện hiện nay lồi người hầu như chưa có khả năng khai thác, như nước ngầm nằm rất sâu,
nước trong băng tuyết hai cực, nước biển và đại dương…
Tài nguyên tiềm năng thực tại, là lượng nước có trong lãnh thổ, nhưng ở trạng thái tự

nhiên con người khó khai thác và có nguy cơ bị nó gây hại, hoặc xảy ra rủi ro, ví dụ như
nước lũ, nước ngầm nằm sâu…
Tài nguyên hiện thực của một vùng, là khái niệm trùng với quan điểm truyền thống hiện
nay, chỉ tồn bộ lượng nước có trong các thuỷ vực mặt và ngầm mà con người dễ dàng khai
thác sử dụng.
Giáo trình này giới hạn nội dung trình bày vào những vấn đề liên quan đến loại thứ hai và
thứ ba tức tài nguyên nước lục địa. Từ đây về sau, các loại nước này sẽ được gọi theo quy ước
là tài nguyên nước.
Hộp 1.1.
Một số đại lượng biểu thị tài nguyên nước
1. Mực nước H (cm): Là độ cao mặt nước so với một mặt chuẩn quy ước
bất kỳ (tương đối), hoặc mặt biển trung bình (tuyệt đối). H cho biết vị trí
mặt nước, cung cấp thơng tin về lượng nước, dòng chảy, khả năng khai
thác, cấp nước và rủi ro. H tương đối dùng để nghiên cứu các vấn đề về
nước tại điểm đo. H tuyệt đối cho phép đánh giá các vấn đề về nước tại
nơi đo đạc và so sánh, lập tương quan giữa các số liệu đo đạc ở những
điểm khác nhau.
2. Độ sâu h (m): Là khoảng cách từ mặt nước tới đáy theo phương thẳng
đứng. h cho biết thông tin liên quan tới lượng nước, đặc tính thuỷ lực, khả


8

năng tự làm sạch, chế độ nhiệt của dòng chảy... Độ sâu được đo bằng
thước, dây tại từng điểm, hoặc bằng máy đo liên tục theo tuyến.
3. Vận tốc V (m/s): V biểu thị mức độ chảy, động năng của dòng nước,
mức độ cực đoan của chế độ dòng chảy. Với cùng một lưu lượng, V tỷ lệ
nghịch với diện tích mặt cắt hoạt động và để điều chỉnh V có thể thay đổi
diện tích mặt cắt hoạt động bằng các giải pháp khác nhau.
4. Lưu lượng nước Q (m3/s, l/s): Là lượng nước chuyển qua mặt cắt ngang

của dòng chảy trong thời gian một giây. Q nước biểu thị lượng và động
năng của dịng chảy trong sơng.
3
3
5. Tổng lượng nước W = Q. ΔT (m , km ), là lượng nước chảy qua mặt cắt
ngang dòng chảy trong thời đoạn nghiên cứu. W đặc trưng tốt nhất cho lượng
nước có trong lưu vực. Trong cùng điều kiện hình thành dịng chảy, diện tích
lưu vực (F) càng lớn, W sinh ra trên đó và chảy trong sơng càng lớn. W được
dùng để tính tốn cân bằng, điều tiết, phân phối sử dụng nước.
6. Mơ đun dịng chảy M = Q/F (l/s.km2) biểu thị trung bình lượng nước hình
2
thành trên một đơn vị diện tích lưu vực (km ), trong một đơn vị thời gian
(s), chảy về và đo được tại điểm nghiên cứu. M đặc trưng cho khả năng
sinh thuỷ của lưu vực, dùng để so sánh khả năng sinh thuỷ của các lưu
vực khác nhau, xây dựng bản đồ tài nguyên nước.
7. Lớp dòng chảy, tức độ sâu dòng chảy Y = W/F (mm) đặc trưng cho khả
năng sinh thuỷ của lưu vực, giúp so sánh khả năng sinh thuỷ của các lưu
vực, xây dựng bản đồ tài nguyên nước và tính cân bằng nước.
8. Mức đảm bảo về nước nhạt (m3/người/năm): Là lượng dịng chảy bình qn
đầu người năm, có giá trị phụ thuộc vào điều kiện khí hậu thuỷ văn tự nhiên và
giảm theo sự tăng dân số.

Nước có vai trị to lớn trong các q trình trên Trái Đất:
Tham gia thành tạo bề mặt Trái Đất.
Tham gia vào quá trình hình thành thời tiết, phân phối nhiệt ẩm theo khơng gian, thời
gian, điều hồ khí hậu.
Hấp thụ một lượng đáng kể CO2, tạo điều kiện ổn định CO2 khí quyển.
Tham gia hình thành thổ nhưỡng và thảm thực vật.
Là mơi trường cho các phản ứng hố sinh tạo chất mới, chuyển dịch vật chất, tạo mỏ
khoáng.

Là nơi khởi nguồn sự sống và môi trường sống của thuỷ sinh vật.
Thuỷ vực nước có những chức năng, giá trị đa dạng sau:
Trực tiếp duy trì sự sống của con người và sinh vật.
Là nguồn cung cấp loại vật chất cần thiết chưa thể thay thế trong nhiều quá trình sản xuất,
kinh tế, xã hội.
Là nơi nhận, chứa, xử lý chất thải làm sạch môi trường.
Là đường giao thông và nguồn cung cấp năng lượng.
Là một thành tố tự nhiên khơng thể thiếu của cảnh quan, tạo nên tính hệ thống, hồn
chỉnh, nhất thể của nó và các q trình diễn ra trong nó, từ đó tạo ra các giá trị khoa học, văn
hoá, thẩm mỹ, phong thuỷ…
Các giá trị sử dụng trên của nước khơng hồn tồn song hành, mà có thể có những đối
nghịch, triệt tiêu nhau và việc khai thác một chức năng nào đó có thể dẫn đến làm giảm hoặc
mất hẳn những chức năng còn lại. Do vậy giá trị tổng hợp của tài nguyên không phải là phép
cộng số học các giá trị trên và việc sử dụng hợp lý, hiệu quả tài ngun nước là một bài tốn
vơ cùng phức tạp. Nhiều cộng đồng đã và đang có xu thế khai thác quá mức một vài chức


9

năng nào đó của tài nguyên nước địa phương, gây tổn thương tồn hệ thống, suy giảm, thậm
chí triệt tiêu các chức năng cịn lại của nó. Nhiều hoạt động nhân tạo đang làm tổn thương
điều kiện hình thành thời tiết, khí hậu, thuỷ văn tự nhiên ở tầm vĩ mơ và tồn cầu, làm thay
đổi các quy luật hình thành, biến đổi tài nguyên nước vốn tương đối ổn định, gây bất lợi cho
các đối tượng sử dụng. −
Thực tiễn dùng nước của một địa phương phụ thuộc:
1- Đặc điểm, tính chất của tài nguyên (như số lượng, chất lượng, phân bố theo thời gian
và không gian, khả năng tự phục hồi…).
2- Đặc điểm của đối tượng dùng nước (nhu cầu, thói quen, nhận thức, năng lực, khả năng
tài chính, cơng nghệ…). Việc người dân dùng loại nước nào, dùng như thế nào phụ thuộc
trước tiên vào khả năng của họ có thể đầu tư ban đầu và chi trả thường kì ở mức nào. Ngồi

ra, nó cũng phụ thuộc đáng kể vào thói quen cộng đồng và văn hố truyền thống. Có những
nhóm cư dân chỉ chấp nhận sử dụng một số loại nước nào đó cho sinh hoạt theo thói quen, ví
dụ như pha chè bằng nước giếng làng, ăn bằng nước mưa, uống bằng nước mưa khơng đun
sơi… Có lẽ câu ca dao “Tt mắt là tại hướng đình” cũng nên được hiểu đúng hơn là “...tại
dùng nước giếng đình đã ơ nhiễm để rửa mặt”
Nước càng khan hiếm, giá nước càng cao và mặt bằng kinh tế càng phát triển thì giá
thành nước cao sẽ càng dễ được chấp nhận. Sự phát triển nhanh của khoa học cơng nghệ sẽ
giúp tìm ra những cách rẻ tiền hơn để khai thác nước từ các nguồn khác nhau, dẫn tới những
loại nước kém phù hợp, hoặc khó khai thác, sẽ được đưa vào sử dụng nhiều hơn.
Bảng 1.2.
Khai thác sử dụng tài nguyên nước tiềm năng
Nước lũ khi được giữ lại trong các kho nước để phát điện, phục vụ tưới, giao thông… sẽ trở thành tài nguyên.
Điều tiết dòng chảy bằng kho nước đòi hỏi phải có kỹ thuật cơng nghệ và nguồn lực tài chính ban đầu lớn nên
không dễ được lựa chọn và không phải cộng đồng nào cũng thực hiện được.
Nước mặn có thể được ngọt hoá, trở thành nguồn cấp quan trọng, nhiều khi là duy nhất cho một số vùng khan
hiếm nước. Trên thế giới hiện có trên 1.800 điểm ngọt hố nước với quy mơ và cơng nghệ khác nhau. Có một
cơng nghệ ngọt hố nước đơn giản được dân gian áp dụng từ lâu, như xây bể chứa nước mặn có mái bằng
kính, nước bốc hơi lên gặp kính sẽ ngưng tụ, chảy theo độ dốc về máng hứng. Sa mạc khô hạn nhất thế giới
Atacama - Chi Lê có một loại sương mù từ Thái Bình Dương mang theo nhiều hơi nước. Dân làng Cgungundo đã
khai thác được mỗi ngày 11.000 lít nước ngọt bằng cách căng 75 chiếc màn polypropylene, mỗi cái dài 12 mét, rộng
4 mét, cách mặt đất 2 mét để đón gió ẩm và tạo ra nước ngưng tụ.
Một số dân tộc và quốc gia, như Ixraen, Liên Xô, Mỹ, Ấn Độ... đã sử dụng thành cơng nước có độ khống hố
cao để tưới liên tục trong thời gian dài, mà khơng gây thối hoá đất. Nguyên tắc chung khi dùng nước mặn để
tưới là phải thu hết nước thừa, không cho chúng bốc hơi làm mặn đất, không cho chúng ngấm xuống sâu làm
dâng mực nước ngầm tới mức tầng mao dẫn có thể lên sát mặt đất, làm nước ngầm bay hơi gây mặn đất.
Nước mặn cũng đang được nghiên cứu sử dụng trực tiếp cho sản xuất trong một số công nghệ đặc biệt, như làm
nguội máy...
Bảng 1.3.
Một số phương pháp phân loại nước
1. Phân loại theo độ khoáng hoá (ĐKH):

Phân loại chung: Nhạt - ĐKH <1g/l ; Lợ - ĐKH 1 - 25g/l ; Mặn - ĐKH >25g/l.
Phân loại nước nhạt: ĐKH thấp <200mg/l; ĐKH trung bình 200 - 500mg/l; ĐKH cao 500 - 1.000mg/l và ĐKH rất
cao >1.000mg/l.
2. Phân loại theo độ cứng:
Thang độ cứng thơng thường H(me/l) có năm loại: Rất mềm, H < 1,5 ; mềm, H = 1,5 - 3,0; hơi cứng,
H = 3,0 - 6,0; cứng, H = 6,0 - 9,0; rất cứng, H > 9,0.
o
o
o
Thang độ cứng Đức (1 = 10mg muối Ca + Mg quy về Oxit canxi /l) có năm loại: rất mềm < 4 ; mềm 4 - 8 ; TB
o
o
o
8 - 18 ; cứng 18 - 30 , rất cứng > 30 .
3. Phân loại của Aliokin theo thành phần hố học:
−

−−

−−

Phân lớp theo 3 anion chính: Lớp bicacbonat + cacbonat ( HCO3 + CO3 , ĐKH nhỏ; Lớp sunphat ( SO4 S);
−

Lớp clorua (Cl ), có ĐKH lớn.
Phân lớp thành 3 nhóm theo cation chính: Nhóm canxi (Ca++); Nhóm magiê (Mg++); Nhóm kali + natri (Na+ +


10

K+).
Phân nhóm thành 4 kiểu theo tương quan giữa các ion:
−

Kiểu I: HCO3 >Ca++ + Mg++, ĐKH nhỏ, thường thuộc về thuỷ vực lưu thơng ít, phong hố macma, trao đổi
++
++
+
Ca và Mg thành Na
−

−

−− -

Kiểu II: HCO3 < Ca++ + Mg++< HCO3 + SO4
sông, hồ, ngầm.
−

−−

Kiểu III: HCO3 + SO4
ngầm.

< Ca++ + Mg++ hoặc

, ĐKH trung bình, thường liên quan với đá trầm tích, macma, nước

Cl− > Na+, ĐKH thường cao, gặp trong các liman, hồ, nước

−

Kiểu IV: HCO3 = 0, nước axit, thường gặp ở đầm lầy, hầm mỏ...

1.2

Nguồn gốc nước tự nhiên

Có rất nhiều các giả thuyết đã được đưa ra để giải thích sự phát sinh và tồn tại của nước
trong tự nhiên. Mỗi giả thuyết phù hợp với đặc điểm về mặt lượng và chất của một loại nước
nào đó. Do chưa có giả thuyết nào phù hợp nhất với mọi loại nước, nên hiện nay nhiều giả
thuyết vẫn song song tồn tại. Dưới đây là một số giả thuyết đáng chú ý nhất.
Nguồn gốc nguyên sinh của nước là giả thuyết được nhiều người cơng nhận nhất, theo đó
khi Trái Đất được hình thành từ khối khí bụi vũ trụ nóng bỏng co lại, nguội đi, thì phản ứng
giữa hyđro và ơxy đã sinh ra hơi nước, tạo thành một đám mây dày đặc bao phủ Trái Đất. Khi
nhiệt độ hạ thấp, các đám mây biến thành nước, gây ra một trận mưa như trút trong suốt
60.000 năm, làm đầy các vùng trũng bề mặt đất và nguội lạnh đất. Ngày nay quá trình phun
trào và nguội đi của macma từ lòng đất vẫn tiếp tục sinh ra loại nước này nhưng không đáng
kể và cân bằng với lượng nước mất đi trong các q trình phong hố vật chất và bị giữ lại
trong trầm tích. Do đó mức nước biển và lượng nước trên Trái Đất gần như không thay đổi.
Thuyết ngưng tụ cho rằng hơi nước dịch chuyển theo các dịng khí giữa các lỗ hổng trong
đất, gặp điều kiện thuận lợi sẽ ngưng tụ. Trong điều kiện khí hậu khơ hạn, dịng chuyển dịch
hơi nước từ khí quyển vào tầng đất thống khí là nguồn cấp ẩm quan trọng cho hệ sinh thái
địa phương.
Thuyết chơn vùi lí giải việc một số mỏ nước dưới đất có thành phần hố học rất gần với
nước biển, có nguồn gốc biển cổ, bị chơn vùi trong q trình kiến tạo địa chất.
Thuyết trầm tích cho rằng một số loại nước có độ khống hố cao trong các thuỷ vực mặt
và ngầm, có thể có nguồn gốc khống chất từ sự hồ tan trong q trình chảy tràn trên đất,
thấm qua đất và chứa trong đất, hoặc do tích luỹ muối khống từ q trình bốc hơi liên tục
trong điều kiện khí hậu khơ hạn.

1.3

Thể tồn tại của nước, tính chất và ý nghĩa

Trong biên nhiệt độ Trái Đất, nước tồn tại được ở cả ba thể rắn, lỏng, hơi và dễ dàng
chuyển hoá được từ thể này sang thể khác. Đây là một dị thường tính chất lý học quý báu
khiến nước trở thành hợp chất hố học có vai trị quan trọng trong nhiều lĩnh vực tự nhiên, xã
hội và khép kín tuần hồn nước. Khi áp suất tăng, nước có điểm đóng băng giảm, điểm sôi
tăng. Ở độ sâu 4.000m trong thuỷ vực, khi nhiệt độ nước <-3oC nước vẫn chưa đóng băng.
Đây cũng là nguyên nhân góp phần làm thuỷ vực khơng băng cứng hồn tồn trong các vùng
nước sâu.
Hơi nước trong khí quyển là yếu tố khép kín tuần hồn nước và phân phối ẩm theo không
gian, hấp thụ bức xạ sóng dài, góp phần tạo ra hiệu ứng nhà kính, cung cấp 1/3 năng lượng
cho sự hình thành tuần hồn khí quyển, tạo biên nhiệt lý tưởng cho sự sống và các quá trình tự


11

nhiên khác; Hơi nước trong khí quyển tạo ra hiệu ứng nhà kính lớn gấp gần hai lần hiệu ứng
gây nên bởi các khí nhà kính cịn lại; Khơng có hơi nước, nhiệt độ trung bình Trái Đất sẽ thấp
hơn hiện nay 16oC. Trong vùng khô hạn hơi nước là nguồn ẩm quan trọng, góp phần hình
thành nước ngưng tụ duy trì sự sống.
Nước đóng băng thì nở ra, tăng 11% thể tích, giảm tỷ trọng, nên ln nổi trên mặt nước.
Khi nước trong các lỗ hổng đóng băng, sự trương nở làm lỗ hổng vỡ rộng hơn, tác động tích
cực vào q trình phong hố vật lý và hỗ trợ cho các q trình phong hố hố học, xói mịn.
Nếu nước đóng băng trong khơng gian kín, sẽ xuất hiện áp lực dư cực lớn, có khả năng phá
vỡ mọi kết cấu bao bọc, làm nứt vỡ các tầng nham thạch chứa nước, các vỏ bì… gây chết
thực vật và làm tăng phong hoá vật lý đất đá tạo lỗ hổng, khe nứt, hoặc vật chất bở rời.
Nước lỏng tồn tại ở nhiều dạng, nhưng chỉ có nước màng, mao dẫn, trọng lực là có khả

năng dịch chuyển tốt và hệ sống tiêu thụ được, nên thực sự có ý nghĩa là tài nguyên. Nước
màng tồn tại quanh các hạt đất nhờ tác động của lực liên kết vật lý (hấp phụ), nước mao dẫn
hình thành và được duy trì trong các mao mạch, lỗ hổng nhỏ, nhờ tác động của lực mao dẫn.
Chúng đều có vai trị tạo độ ẩm cho tầng đất thống khí, cấp nước cho bốc hơi và thực vật.
Nước có nhiệt dung riêng cao, hệ quả là:
1- Trong cùng một điều kiện tự nhiên biên độ nhiệt của khối nước nhỏ hơn nhiều so với
biên độ nhiệt của khơng khí và đất đá, tạo điều kiện thuận lợi cho sự sống của thuỷ sinh và vi
khí hậu.
2- Khi bị đốt nóng khối nước tích nhiệt, còn khi nguội đi sẽ toả nhiệt, giúp điều hồ nhiệt năng
theo thời gian, tạo vi khí hậu; Khi chuyển dịch theo phương kinh độ, dòng nước sẽ tạo ra sự phân
phối lại nhiệt năng theo phương chuyển dịch và góp phần hình thành các đặc điểm khí hậu địa
phương. Xích đới, miền bị Mặt Trời đốt nóng mạnh nhất, lại khơng phải là miền khơ nóng nhất, bởi
vùng này hầu hết là đại dương, nhiệt năng bị hấp thụ làm nước bốc hơi hoặc đốt nóng khối nước và
theo dịng nước nóng đi khỏi khu vực. Các dịng biển lạnh gây khơ hạn ở bờ Tây, dịng nóng gây
ẩm ướt ở bờ Đông các lục địa. Chỉ riêng dòng Gơnxtrim cung cấp cho mỗi cm2 bờ biển châu Âu 4
tỷ Kcal/năm, tương đương lượng nhiệt toả ra khi đốt 0,5 triệu tấn than.
Mật độ nước đạt cực đại tại 4oC và giảm khi nhiệt độ giảm từ 4oC xuống 0oC. Nước
truyền nhiệt phân tử kém và nở ra khi đóng băng, do đó tại các tầng nước sâu nhiệt độ nước
không xuống dưới 4oC và băng luôn nổi trên mặt nước. Hệ quả là tạo đường giao thông trên
băng, lưu thông nước dưới băng, nguồn cấp nước liên tục và mơi trường sống liên tục cho các
lồi thuỷ sinh xứ lạnh trong mùa đông.
Dị thường biến đổi mật độ theo nhiệt độ đã tạo ra hai kiểu đối lưu nhiệt khác nhau trong
khối nước: Trên 4oC, đối lưu nhiệt xảy ra khi mất nhiệt và lạnh đi từ trên mặt hoặc nóng lên
và được cấp nhiệt từ đáy (trường hợp rất ít gặp). Dưới 4oC, đối lưu nhiệt xảy ra khi được cấp
nhiệt và nóng lên từ trên mặt. Mọi q trình đối lưu đều có vai trị đồng nhất hoá các đặc
trưng lý, hoá, sinh khác nhau của khối nước, tạo thuận lợi cho nhiều quá trình tự nhiên, đặc
biệt là sự sống.
Nước có khả năng hồ tan các chất cao, tạo thuận lợi cho các phản ứng hố học và
chuyển dịch vật chất trong mơi trường.

1.4

Tuần hồn nước tự nhiên

Tuần hồn nước là q trình nước tự vận động khép kín, từ bốc hơi do bị đốt nóng bởi
bức xạ Mặt Trời, chuyển dịch theo dịng khí do chênh lệch áp suất, mật độ, đến ngưng tụ sinh


12

mưa rơi xuống mặt đất, tạo dòng chảy trên mặt hoặc trong đất, đổ vào lưới sông và chảy đến
các thuỷ vực nơi nó đã bốc hơi dưới tác động của trọng lực. Tuần hoàn nước diễn ra liên tục
trên quy mơ tồn cầu, nhưng phân hố về quy mơ theo vùng địa lý. Lượng mưa hàng năm ở
lục địa là 111.000km3. Nó có nguồn gốc từ bốc hơi trực tiếp là 70.000km3, hơi nước đến từ
đại dương là 41.000km3 và tạo ra khoảng 41.000km3 dịng chảy hồn trả cho đại dương.
Lượng dịng chảy này chính là khả năng tái tạo về lượng của tài nguyên nước.
Hệ thống thuỷ văn toàn cầu gồm 4 kiểu kho chứa tự nhiên là: đại dương, thuỷ vực lục địa,
băng, khí quyển và dịng trao đổi giữa chúng (ở cả ba thể rắn, lỏng, hơi). Dòng giữa các thủy
vực mặt và ngầm, giữa các thủy vực ngầm với nhau thường rất phức tạp và có thể có hướng
dịng thay đổi theo mùa hoặc pha khác nhau của chu kỳ nước. Khi hai thủy vực thơng nhau,
những thủy vực có nguồn ni dồi dào, có mực nước hoặc mức áp lực thủy tĩnh cao hơn sẽ
tạo ra dịng chảy đến thủy vực cịn lại.
Tuần hồn nước có vai trị to lớn trong việc phân phối và tái tạo tài nguyên nước, điều tiết
nhiệt năng theo thời gian và khơng gian, tạo khí hậu thời tiết và làm sạch mơi trường. Tuần
hồn nước là một chu trình nhạy cảm với biến động, chỉ cần lượng bốc hơi đại dương tăng 2%
có thể khiến lượng mưa lục địa tăng 10%. Các hiện tượng khí hậu thời tiết bị chi phối bởi
hồn lưu khí quyển rất nhạy cảm với những biến động thành phần và tính chất của mơi trường
khơng khí.

1.5

Cân bằng nước

Phương trình cân bằng nước, của một khu vực trong một thời đoạn nhất định, là biểu thức
toán học biểu diễn tương quan giữa các phần nước đi vào, đi ra và sự biến đổi lượng nước có
sẵn trong khu vực trong khoảng thời gian đó, được cân bằng trên cơ sở định luật bảo toàn vật
chất. Biểu thức tổng quát của phương trình như sau:
P + N + Mv + Đv – E – Mr – Đr + Vm1 + Vn1 – Vm2 – Vn2 = 0 (1.1)
(phần đến) ( phần đi)

( phần thay đổi )

Hay: P = ( E –N ) + ( Mv + Đv ) – ( Mr + Dr ) ± ΔVm ± ΔVn

(1.1’)

trong đó: P- lượng mưa; E- lượng bốc hơi; N- lượng ngưng tụ; M- dòng chảy mặt; Đdòng dưới mặt; V- lượng trữ trong khu vực; ΔV- biến động lượng trữ trong thời đoạn tính; 1đầu thời đoạn; 2- cuối thời đoạn; m- mặt; n- ngầm; v- vào; r- ra.
Khi lượng ngưng tụ không lớn và trong lưu vực có các cơng trình nhân tạo quy mơ lớn
chuyển nước vào (Cv ) ra (Cr ) khỏi khu vực, phương trình cân bằng nước (1.1) được biến đổi như
sau:
P = E +(Mv + Dv + Cv) – (Mr + Dr + Cr) ± ΔVm ± ΔVn (1.2)
Độ lớn của dòng nhân tạo so với các thành phần còn lại trong cán cân nước khu vực, tuỳ
thuộc trữ lượng nước tự nhiên, nhu cầu và khả năng của con người. Từ góc độ mơi trường,
đây là thành phần cần quan tâm, vì nó liên quan trực tiếp với các hoạt động nhân sinh, tiềm ẩn
nhiều yếu tố gây ô nhiễm mơi trường và nó là yếu tố ngoại lai của hệ tự nhiên, nên tiềm ẩn
những nguy cơ gây biến đổi bất thường trong hệ.
Phương trình cân bằng nước năm, trung bình nhiều năm, của một lưu vực sơng kín, có
dạng tổng quát như sau:
P = E + Y (1.3)

13

trong đó Y là dịng chảy đo đạc tại cửa sơng
Phân tích phương trình (1.3) cho thấy độ lớn của bốc hơi và dòng chảy bị giới hạn bởi
lượng mưa. Khi lượng mưa rất lớn thì độ lớn của bốc hơi không phụ thuộc vào trường ẩm,
mà bị giới hạn bởi trường nhiệt. Tại mỗi vùng địa lý đều xác định được bức xạ đến trung bình,
từ đó tính được lượng bốc hơi lớn nhất có thể (bốc hơi khả năng). Phần lượng mưa vượt khả
năng bốc hơi sẽ sinh dòng chảy, nên mưa càng lớn, dòng chảy càng lớn. Khi lượng mưa nhỏ,
độ lớn của bốc hơi phụ thuộc vào mưa, còn độ lớn của dòng chảy phụ thuộc vào mưa và nhiệt.
Trong vùng ít mưa, hầu hết lượng mưa tổn thất vào bốc hơi, nên dòng chảy thường hạn chế,
thậm chí khơng có. Vùng có tâm dịng chảy lớn ln trùng với vùng có tâm mưa lớn và
ngược lại.
Bốc hơi thực tế từ bề mặt lưu vực phụ thuộc:
Khả năng cấp nhiệt cho quá trình bốc hơi, độ ẩm khơng khí, nghĩa là phụ thuộc chủ yếu
vào đặc điểm của dịng bức xạ, gió, nhiệt độ, độ ẩm khơng khí.
Khả năng hấp thụ nhiệt bức xạ Mặt Trời, độ ẩm và khả năng nhả nước của bề mặt bốc
hơi.
Trong vùng khô hạn, nếu lượng nhiệt cung cấp cho q trình bốc hơi ln sẵn, thì việc
cấp thêm nước làm tăng độ ẩm đất, tăng diện tích mặt nước sẽ làm tăng bốc hơi thực tế, giảm
hiệu suất sử dụng nước, dẫn đến tăng giá thành cấp nước.
Bảng 1.1.
Cân bằng nước lục địa (mm/năm)
Stt
Châu lục
Bốc hơi
Mưa
1
Châu Âu
390

640
2
Châu Á
310
600
3
Châu Phi
430
690
4
Bắc Mỹ
320
660
5
Nam Mỹ
700
1.630
6
Châu Úc
420
470

Dịng chảy
250
290
260
340
930
50

Hệ số dịng chảy
0,39
0,48
0,38
0,52
0,57
0,11

Lvovich diễn tốn dịng chảy sơng ngịi Y thành hai phần, có ngun nhân hình thành,
đặc tính và khả năng sử dụng khác nhau, là dòng lũ (dòng mặt S) và dòng ngầm (U). Dịng lũ
thuộc loại khơng ổn định, sinh ra khi có mưa lớn, tạo thành lớp nước trên mặt, chảy tràn theo
sườn dốc, tập trung rất nhanh về lưới sông trong thời đoạn ngắn, làm nước sông dâng cao, vận
tốc, lưu lượng dòng chảy lớn, tiềm ẩn nhiều yếu tố tai biến rủi ro, khó khai thác sử dụng.
Dịng ngầm thuộc loại ổn định, mức nước tương đối thấp nhưng đều đều quanh năm, cả khi
khơng có mưa. Nó được gọi là dòng ngầm do nguồn gốc phát sinh, bởi trên các con sơng lớn,
từ trong đất đá ln có dịng chảy từ nước dưới đất ra ni sơng. Trung bình tồn lục địa dịng
chảy ngầm chiếm 31% tổng lượng dịng chảy, theo châu lục dòng chảy ngầm chiếm 22 - 36%
tổng lượng dòng chảy (bảng 1.3). Dòng chảy ổn định có thể được xem là tài ngun nước
sơng thực tại, là phần mà con người dễ dàng khai thác sử dụng được. Từ đây phương trình
(1.3) được viết lại như sau:
P – S = U + E = W.

(1.4)

Lvovich gọi W là lượng ẩm toàn phần lưu vực. Lượng ẩm toàn phần lưu vực là phần
lượng mưa cung cấp cho đất, được đất tiêu hao vào hai quá trình là cấp nước ni dịng chảy
sơng ổn định và bốc hơi. Đây là thành phần cán cân nước có vai trị quan trọng nhất trong các
hệ sinh thái tự nhiên.
Phương trình cân bằng nước có ý nghĩa to lớn trong nghiên cứu tài ngun nước, đó là:
Đánh giá vai trị, ý nghĩa của từng thành phần trong cán cân nước.

14

Tính một thành phần khi biết các thành phần cịn lại trong cân bằng.
Kiểm tra độ chính xác của thiết bị và phương pháp đo đạc các yếu tố trong cán cân nước,
đặc biệt là khi nghiên cứu một thiết bị đo hay một phương pháp mới.
Tính tốn cán cân nước để giải bài toán quy hoạch phát triển, phân phối và sử dụng hiệu
quả tài nguyên nước
Phân tích cân bằng nước khu vực cho biết đặc điểm về điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng, cây
trồng, địa hình, địa chất… những thuận lợi và khó khăn trong việc khai thác sử dụng tài
nguyên nước. So sánh cân bằng nước trong những giai đoạn khác nhau cho phép phát hiện
những dấu hiệu biến động, từ đó định hướng nghiên cứu nguồn gốc biến động tài nguyên
nước. Trên cơ sở kết quả tính tốn cân bằng nước, có thể xác định chính xác lượng nước cần
bổ sung để đảm bảo cán cân nước thuận lợi nhất cho các mục tiêu sử dụng. Tuy nhiên, cần lưu
ý đến mối quan hệ tương hỗ giữa các thành phần cân bằng nước trong một khu vực. Khi làm
thay đổi một trong các thành phần của cân bằng thì các thành phần khác có thể biến đổi tương
ứng. Ví dụ như khi tăng dịng nhân tạo vào khu vực khơ hạn sẽ có khả năng làm tăng bốc hơi.
Từ đó phải nghiên cứu, tìm ra phương thức tác động tới hệ tự nhiên sao cho đạt hiệu quả kinh
tế tối ưu.

1.6

Quy luật phân bố nước theo không gian

Nước phân bố không đồng đều theo không gian (hình 1.1). Việc tính chính xác tỷ phần
nước trong các thuỷ vực khác nhau cịn gặp một số khó khăn. Theo J.A. Jonnes, 97,41% thể
tích nước Trái Đất nằm trong biển và đại dương, 1,98% trong băng tuyết hai cực, núi cao, cịn
lại 0,61% nằm rải rác trong khơng khí và các thuỷ vực mặt, ngầm ở lục địa (bảng 1.2).
Bảng 1. 2.

Phân bố nước theo thuỷ vực và chu kỳ đổi mới của nó
Thuỷ vực
Dung tích 103
% tổng
Km3
dung tích
Đại dương
1.350.000
97,41
Băng tuyết
27.500
1,98
Lục địa
8.477,8
0,61
Dưới đất
8.200
0,59
Hồ
100
0,007
Ẩm đất
70
0,005
Khí quyển
13
0,001
Sơng
1,7
0,0001

Sinh quyển
1,1
0,0001
Kho nước
5
0,0004
Đất tưới
2
0,0002
Nước ngọt
32,014
2,31

% tổng lượng
nước ngọt
0
85,9
13,5
0,313
0,219
0,04
0,005
0,003
0,016
0,006

Chu kì đổi mới
3.000 năm
8000-15000năm
<330->5000 năm

10 năm
2 tuần - 1 năm
2 tuần

Các thuỷ vực lớn chứa nước rắn, nước tĩnh, hoặc cách trở với nguồn ẩm chính, có chu kỳ
đổi mới rất lớn, không thuận lợi cho tái tạo về lượng và chất, khó đáp ứng các nhu cầu khai
thác sử dụng quy mô lớn. Chậm đổi mới nhất là nước trong băng tuyết hai cực, có thể cần tới
15.000 năm, đổi mới nhanh nhất là nước sông ngòi, chỉ một hai tuần là nước từ đầu nguồn đã
hồn thành hành trình ra đến cửa sơng (bảng 1.2).


15

HÌNH 1.1 :
SƠ Đồ PHÂN VÙNG TÀI NGUYÊN NƯớC THế GIớI

Rất nhiều người nhầm tưởng những loại nước không nằm trong biển và đại dương đương
nhiên là nước ngọt. Thực tế không phải như vậy. Một phần nước ngầm và nước hồ có độ
khống hố khá cao. Trên thế giới nước tự nhiên có độ mặn cao nhất khơng nằm trong biển và
đại dương, mà ở hồ Chết, nơi người và động vật khơng thể chìm hồn tồn trong nước được.
Chỉ có 2,31% tổng thể tích nước Trái Đất là nước ngọt, trong đó 85,9% nằm trong băng tuyết
hai cực và núi cao, 13,5% nằm trong nước ngầm. Sơng ngịi chứa được 1.700km3 nước, chiếm
0,0001% tổng lượng và 0,005% lượng nước ngọt của Trái Đất (bảng 1.2, 1.3).
Bảng 1.3.
Tài nguyên nước sơng ngịi các châu lục
W tự nhiên (km3/năm)
Lục địa
Tổng
Châu Âu
Châu Á

Châu Phi
Bắc Mỹ
Nam Mỹ
Châu Úc
Tổng

3.100
13.190
4.225
5.950
10.380
1.965
38.830

Ổn định
Tổng
%
1.125
36
3.440
26
1.500
36
1.900
32
3.740
36
465
24
12.170

31

W điều
tiết
(km3/năm
)

W ổn định và
điều tiết
(m3/người/nă
m)

312
1.198
564
1.115
4.135
273
7.597

2.009
1.481
3.193
7.236
27.154
27.895
7.597

Ngoài ra, phần lớn lượng nước ngọt của Trái Đất phân bố ở những nơi không thuận lợi
cho khai thác, như trong băng tuyết vĩnh cửu ở hai cực, trên đỉnh núi cao hoặc nằm rất sâu

dưới lòng đất. Theo thông tin từ vệ tinh, dưới đáy hoang mạc Sahara có dấu tích lịng sơng rõ
rệt, chứng tỏ vùng này từng một thời rất ẩm ướt và hiện vẫn còn một bể nước ngầm khổng lồ,
trữ lượng khoảng 600.000km3 mà con người chưa khai thác được.
Trong cân bằng nước các châu lục (bảng 1.1), xét theo lớp dòng chảy, Nam Mỹ có tài
nguyên nước dồi dào nhất, gấp 3 lần trung bình thế giới, cịn châu Úc có tài nguyên nước hết


16

sức hạn chế, chỉ bằng khoảng 1/6 trung bình thế giới. Do đó, châu Úc chắc chắn sẽ có những
phần hệ sinh thái khơ hạn, cịn Nam Mỹ sẽ có nhiều hệ sinh thái ẩm. Tuy nhiên, tiềm năng
cấp nước thực tế được đánh giá căn cứ theo bình quân theo đầu người hoặc diện tích. Khi đó,
bình qn nước sông theo đầu người của châu Úc lại là lớn nhất, gấp 7 lần trung bình thế giới
(do dân cư thưa thớt), châu Á có bình qn nước sơng theo đầu người thấp nhất, bằng khoảng
0,4 lần trung bình thế giới. Việt Nam có bình qn nước theo diện tích gấp >3 lần thế giới,
nhưng bình quân theo đầu người chỉ bằng 2/3 thế giới (bảng 1.4).
Bảng 1.4.
Tài nguyên nước một số quốc gia trên thế giới
Quốc gia
Brazin
CHLBNga
TrungQuốc
Canađa
Mỹ
Ấn Độ
Nauy
Pháp
Việt Nam
Toàn cầu

Tổng lượng
3
km
9.230
4.003
2.550
2.472
1.938
1.680
405
183
88
41.500

Tỷ lệ so với
tồn cầu
22,2
9,6
6,1
5,9
4,7
4,1
0,98
0,4
0,7
100

Bình qn diện tích
3
3

2
10 m /km
1.084
234
268
248
207
514
1.248
332
917
279

Bình quân đầu
3
người 10
3
m /người
135
23,5
2,6
102
9,1
2,4
102
3,7
5,6
9,0

17

1.7

Quy luật biến động nước theo thời gian

1.7.1 Tính chu kỳ
Theo thời gian tài nguyên nước phân phối không đồng đều. Hai chu kỳ biến động rõ nét
nhất của tài nguyên nước theo thời gian là chu kỳ mùa và chu kỳ nhiều năm.
Chu kỳ mùa: Chế độ nước trong các thuỷ vực tăng cao trong một số tháng liên tục (mùa
lũ) và hạ thấp trong một số tháng liên tục cịn lại (mùa kiệt) một cách có quy luật rõ ràng.
Cách phân mùa dịng chảy sơng ngịi đơn giản nhất là theo chỉ tiêu vượt trung bình: Mùa lũ là
thời kỳ khơng dưới hai tháng liên tiếp có lưu lượng trung bình tháng bằng hoặc vượt lưu
lượng trung bình năm, với xác suất vượt trung bình khơng dưới 50%. Theo chỉ tiêu này có thể
xác định được mùa lũ và kiệt cho bất kỳ năm nào, không quan tâm tới mức độ ác liệt của
dòng chảy các mùa. Chu kỳ mùa của dịng chảy sơng dao động tương đối đồng pha với chu kỳ
mưa. Chu kỳ mùa của nước dưới đất giảm dần về phương diện phân hoá và chậm dần về thời
gian bắt đầu, kết thúc tuỳ theo sự tăng độ sâu phân bố và mức độ được cấp do ngấm từ mưa.
Chu kỳ nhiều năm: Là sự dao động chế độ dòng chảy theo chu kỳ dài, mỗi chu kỳ có
một số năm ít nước liên tiếp (pha ít nước) và một số năm nhiều nước liên tiếp (pha nhiều
nước), giữa chúng có thể có một số năm chuyển tiếp với những giá trị nước trung bình.
Nghiên cứu chế độ dịng chảy sơng ngịi thế giới đã phát hiện thấy chu kỳ nhiều năm dịng
chảy thường có giá trị gần với 11 hoặc bội của 11 năm. Ví dụ: Trên sơng Hồng, tại Hà Nội, đã
quan sát được ba năm nước đặc biệt lớn là 1945, 1971, 1996, là mốc giới rõ rệt giữa các chu
kỳ nước 25 - 26 năm. Do có chu kỳ nhiều năm, nên trung bình nhiều năm biến động lượng
nước khu vực (cả nước mặt và nước ngầm) đều bằng khơng.
Tính chu kỳ của tài nguyên nước là hệ quả của việc một số yếu tố hình thành chúng biến
động có tính chu kỳ. Chu kỳ mùa có nguyên nhân từ những q trình của tự thân Trái Đất,
cịn chu kỳ nhiều năm hiện được coi như có nguyên nhân từ các q trình diễn ra trong vũ trụ,
trong đó người ta đặc biệt nhấn mạnh tới chu kỳ 11 năm hoạt động của Mặt Trời.

Tính chu kỳ nhiều năm của tài nguyên nước chưa được các đối tượng sử dụng nước hiểu
biết đầy đủ như tính chu kỳ năm, nhất là trong giai đoạn hiện nay. Đôi khi những biểu hiện
cực biên của chế độ khí hậu, thuỷ văn mang tính chu kỳ cũng gây nên những hiện tượng, thời
tiết, thuỷ văn cực đoan, nhưng chúng đều có thể dự báo và ứng phó được. Sẽ là sai lầm
nghiêm trọng nếu chúng ta đánh đồng các hiện tượng này với những biến đổi khí hậu tồn
cầu, là hiện tượng có liên quan với các tác động tới mơi trường khơng khí ở tầm vĩ mơ.
Tính chu kỳ của tài ngun nước là cơ sở cho việc lập bài toán quy hoạch, ra quyết định
phát triển, cũng như thiết kế, vận hành các cơng trình điều tiết dịng chảy. Để thích ứng được
với nhịp điệu thời gian của chế độ dòng chảy, con người sẽ phải hoặc là điều tiết nhịp điệu
sản xuất và dùng nước, hoặc là xây dựng hồ chứa để điều tiết dòng chảy. Những cố gắng mở
rộng sản xuất khơng tính tới tính chu kỳ của tài ngun nước có thể sẽ làm nảy sinh mâu
thuẫn giữa nhu cầu dùng nước, với khả năng cấp hạn chế trong các mùa và pha nước ít, gây
khủng hoảng tài nguyên, sinh thái, mơi trường và phát triển. Tính biến động có chu kỳ của tài
nguyên nước là cơ sở cho việc hình thành những tập quán truyền thống trong khai thác nước
nói riêng và phát triển sản xuất, kinh tế, xã hội nói chung trong những vùng địa lý khác nhau.

1.7.2 Tính ngẫu nhiên


18

Dòng chảy là sản phẩm tác động của nhiều yếu tố ngẫu nhiên. Khi các yếu tố ngẫu nhiên
đều có tác động đáng kể tới dịng chảy thì nó sẽ mang tính ngẫu nhiên rõ rệt. Những hiện
tượng thuỷ văn, như lũ lụt, hạn hán, xảy ra theo chu kỳ, nhưng các đặc trưng định lượng của
chúng, như độ lớn, thời điểm xuất hiện..., lại có tính ngẫu nhiên và tuân theo một số quy luật
ngẫu nhiên nhất định. Phân phối dịng chảy sơng thiên nhiên trung bình năm và cực đại rất
gần với phân phối loga chuẩn, Kriski - Men Ken, Pirson III. Các tham số ngẫu nhiên được
dùng nhiều nhất là mô men bậc I, II, III, chúng cho biết giá trị trung bình, mức biến đổi và
đối xứng của chuỗi. Đó là cơ sở cho phép ứng dụng các lí thuyết xác suất thống kê vào
nghiên cứu dòng chảy, xác định xác suất xuất hiện một giá trị nào đó trong khoảng biến động

có thể của chuỗi, cho dù hiện tượng đã từng xảy ra hay chưa, hoặc tính được gần đúng giá trị
của đại lượng cần nghiên cứu ứng với xác suất định trước, bao gồm cả các giá trị có xác suất
hiện nhỏ và rất nhỏ.
Các cơng trình xây dựng bền vững trên, trong, hoặc liền kề các dịng sơng đều phải thiết
kế ứng với một tần xuất dịng chảy rất hiếm nào đó, ví dụ 1%, 0,1%..., để đảm bảo độ bền
vững và an tồn. Các cơng trình khai thác nước, phục vụ giao thông thuỷ thường phải thiết kế
ứng với những tần suất thường gặp nào đó, ví dụ 75%, 90%, 99%... Tuy nhiên giữa tần suất
xuất hiện và chu kỳ lặp của hiện tượng không đồng pha nhau, một giá trị ứng với tần suất 1%
khơng có nghĩa là phải sau đúng 100 năm mới xảy ra, nhất là khi hiện tượng thuỷ văn cịn có
tính chu kỳ. Hơn nữa, tính tốn thống kê không trả lời được câu hỏi khi nào thì hiện tượng đó
xuất hiện, đồng thời chuỗi số liệu càng ngắn thì sai số tính tốn càng cao. Vì thế việc sử dụng
lí thuyết xác suất thống kê để tính tốn dịng chảy chỉ có thể được sử dụng trong những điều
kiện nhất định.
Bảng 1.4.
Điều kiện áp dụng lí thuyết xác suất thống kê tính tài nguyên nước
Lý thuyết xác suất thống kê được dùng nghiên cứu chuỗi dòng chảy ngẫu nhiên độc lập nhau về giá trị, tương
đối đồng nhất về ngun nhân hình thành, như dịng chảy trung bình năm, mùa, cực trị... Tính đại biểu của
chuỗi thuỷ văn chỉ thể hiện khi nó có độ dài lớn >50 ÷100 giá trị và tạm được chấp nhận khi chuỗi có >10 ÷ 30
giá trị của những chu kì nước tương đối trọn vẹn.
Tính ngẫu nhiên của hiện tượng thuỷ văn chỉ có tính trội trong những điều kiện nhất định, do vậy lý thuyết xác
suất thống kê chỉ được phép sử dụng khi đã có những kết luận rõ ràng về tính ngẫu nhiên, đại biểu của mẫu
và tính phù hợp của luật phân phối lí thuyết với phân phối thực của mẫu trong thời kì tính toán.
Chỉ tiêu kiểm định thường dùng là: 1- Chỉ tiêu dấu, Uyn-Cốc-Sơn, Vanđơ-Varđơ, Stu-đen kiểm định tính đồng
nhất của trị trung bình; 2- Chỉ tiêu Fi-sơ, Cốc-ren, χ2 kiểm định tính đồng nhất của phương sai; 3- Chỉ tiêu hiệu
2
liên tiếp, độ dài bộ và số bộ kiểm định tính ngẫu nhiên của chuỗi; 4-Chỉ tiêu χ , Côn-ma-gô-rốp kiểm định mức độ
phù hợp của hai phân phối.
Việc kiểm định là bắt buộc khi: 1- Chuỗi số liệu bị nghi là khơng đồng nhất về điều kiện hình thành; 2- Nghiên cứu
các đặc trưng không truyền thống, chưa được kiểm nghiệm, xác nhận là có tính ngẫu nhiên; 3- Sử dụng phân phối
lý thuyết mới.

Ngoài việc sử dụng các quy luật ngẫu nhiên lý thuyết, khi số liệu nghiên cứu đủ tin cậy, có thể sử dụng chính
các giá trị của chuỗi để xây dựng đường phân phối thực nghiệm, từ đó xác định các tham số ngẫu nhiên và
các giá trị dòng chảy ứng với mọi tần suất.


19

1.8

Khả năng tự tái tạo của tài nguyên nước

Nước có thể tự tái tạo về lượng, chất và năng lượng. Khả năng tái tạo của nước phụ thuộc
vào các yếu tố chính sau:
Chất và lượng nguồn cấp nước.
Khả năng tự làm sạch của thuỷ vực, phụ thuộc đặc điểm hình thái lịng chứa, các q
trình động lực và lý hố sinh học diễn ra trong thuỷ vực.
Đặc điểm quá trình tiêu hao lượng và chất nước.
Khả năng tự tái tạo của nước hạn chế và cần những điều kiện nhất định. Một thuỷ vực
khi đã bị khai thác quá khả năng tự phục hồi sẽ suy thối, cạn kiệt, khơng còn khả năng
cho khai thác.

1.8.1 Khả năng tái tạo lượng và năng lượng nước
Khả năng tự tái tạo về lượng và năng lượng của nước là khả năng tự bảo toàn giá trị và
phục hồi phần bị tiêu hao, được thực hiện nhờ tuần hoàn nước. Miền cấp nước càng rộng và
quá trình cấp nước càng mạnh mẽ, khả năng tái tạo này càng lớn. Nước sơng có khả năng tự
phục hồi về lượng và năng lượng cao nhất; Nước ngầm nằm sâu, nước trong các vùng khí hậu
khơ hạn nặng có khả năng tái tạo về lượng kém nhất.

1.8.2 Khả năng tự tái tạo chất nước
Khả năng tự tái tạo về chất của nước là khả năng tự làm sạch thơng qua các q

trình cơ lý, hố, sinh khác nhau sau:
1.8.2.1

Chuyển dịch

Nước chảy xi dịng, mang vật chất ơ nhiễm đi xa khỏi vùng tiếp nhận, hoặc ra khỏi
thuỷ vực nhận chất ô nhiễm, đến những môi trường mới. Chuyển dịch xi dịng giúp làm
sạch nước tại điểm đi, nhưng là ngun nhân cho những q trình khó đốn trước tại nơi đến
theo hai xu thế sau:
Gây ô nhiễm tại nơi đến nếu mơi trường nhận khơng có điều kiện thuận lợi cho làm sạch.
Phân huỷ, loại trừ hoàn tồn chất gây ơ nhiễm, nếu mơi trường nhận có điều kiện thuận
lợi.
1.8.2.2

Pha loãng

Được thực hiện khi nồng độ chất ô nhiễm của nước trong thuỷ vực thấp hơn nhiều so với
nguồn ô nhiễm, hoặc khi thuỷ vực ô nhiễm nhận được lượng nước mới chất lượng sạch hơn.
Tỷ lệ giữa tổng lượng chất ô nhiễm với lượng nước sạch dùng để pha loãng càng nhỏ, khả
năng pha loãng càng cao. Xáo trộn càng mạnh, pha loãng càng dễ thực hiện và xảy ra trên
diện rộng. Pha lỗng khơng trực tiếp làm giảm lượng chất ơ nhiễm có trong khối nước,
nhưng nó làm giảm nồng độ chất ơ nhiễm, tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tự làm
sạch khác, đồng thời tạo cảm quan môi trường tốt hơn, cải thiện các đặc trưng lý học của
nước.
1.8.2.3

Lắng đọng


20

Là q trình vật chất khơng tan chuyển trạng thái từ lơ lửng trong khối nước sang tích luỹ
trong vùng đáy, góp phần loại vật chất ra khỏi khối nước, làm giảm nồng độ chất ô nhiễm
trong nước, tạo điều kiện thuận lợi cho các q trình hóa sinh tự làm sạch nước. Tuy nhiên nó
khơng loại được chất ơ nhiễm ra khỏi thuỷ vực, mà lại đưa chúng vào một mơi trường mới ít
ơxy, kém thuận lợi hơn cho phân huỷ hố sinh tự làm sạch, tạo ra tích luỹ ơ nhiễm trong trầm
tích đáy, sinh ra trầm tích bùn đen, có mùi thối và chứa rất nhiều chất độc hại. Đây cũng là
môi trường sinh sống của hệ sinh vật đáy, nên nguy cơ tích luỹ chất ơ nhiễm theo dây chuyền
sinh học sẽ rất cao. Ngoài ra, trạng thái lắng đọng của một loại vật chất nào đó chỉ là tương
đối, khi điều kiện thuỷ lực trong khối nước thay đổi, nó lại có thể bị cuốn trở lại trạng thái lơ
lửng. Trong tự nhiên, quá trình pha loãng, chuyển dịch diễn ra thuận lợi nhất trong sơng chảy
xiết, cịn lắng đọng diễn ra thuận lợi hơn trong các hồ.
1.8.2.4

Khả năng tự làm sạch hoá học của nước

Làm sạch hoá học được thực hiện nhờ phản ứng hoá học biến đổi một số chất thành
những chất mới ít gây hại hơn, như ít độc hơn, có thể kết tủa, bay hơi... Tốc độ phản ứng phụ
thuộc phức tạp vào điều kiện môi trường, nồng độ chất tham gia phản ứng, sự có mặt của các
chất khác có chức năng xúc tác... mà trong nhiều trường hợp chúng ta khơng biết rõ ràng.
1.8.2.5

Khả năng tự làm sạch hố sinh của nước

Làm sạch hoá sinh được thực hiện nhờ các phản ứng phân huỷ chất hữu cơ bằng vi sinh
vật hiếu khí. Q trình diễn ra thuận lợi khi: Điều kiện sống của vi sinh vật phân huỷ hiếu khí
được đảm bảo, khơng có chất độc hại; Nồng độ chất ơ nhiễm khơng q cao; Ơxy hồ tan
được cung cấp liên tục, đầy đủ.
Nguồn cấp ôxy chủ yếu cho nước là từ khí quyển qua mặt nước và quang hợp của thuỷ
thực vật trong tầng nước mặt vào ban ngày. Ơxy hồ tan chỉ xuống sâu được nếu khối nước

xáo trộn tốt. Trong nước chảy mạnh, ơxy từ khí quyển được bổ sung nhanh vào nước và xáo
trộn đồng đều hơn trong toàn khối. Tuy nhiên nước chảy mạnh khơng thuận lợi cho duy trì
các tập đồn thực vật quang hợp cũng như vi sinh vật làm sạch nước, nên quá trình tự làm
sạch ở đây chủ yếu là bằng pha lỗng, chuyển dịch và phân huỷ hố học. Thuỷ vực nước tĩnh
tự làm sạch chủ yếu bằng phân huỷ hoá sinh ở tầng trên và lắng đọng.
1.8.2.6

Lọc sinh học: thực hiện được theo các cơ chế sau:

Lọc trực tiếp bởi động vật thân mềm: Mytilus cỡ 5 - 6 cm lọc được 3,5l/ngày, trai dài 5 6 cm lọc 12l/ngày, ấu trùng Chironomus Plumosus với mật độ 90.000 con/m2 sử dụng 250g
chất hữu cơ ngày, trong đó đồng hố 100g, cịn lại bị vơ cơ hố.
Tích tụ chất bẩn và chất độc (Coban, Cadimi…). bằng cách hấp thụ và tích luỹ chúng
trong sinh khối động thực vật.
Phá huỷ hoặc vơ hiệu hố chất độc. Trong một số trường hợp chất độc trở thành thức ăn,
nguồn cấp O2 cho một số lồi… Người ta đã tìm ra hàng trăm lồi vi khuẩn, nấm có khả năng
phân huỷ dầu mỏ, giúp loại trừ 10 - 90% tổng lượng dầu và các sản phẩm của dầu có trong
nước. Thực tế tại nhiều vùng nước biển bị ô nhiễm dầu không được xử lý bằng các phương
pháp hoá học, hệ sinh thái đã tự làm sạch khá tốt nhờ cơ chế này.
Lọc sinh học là một quá trình làm sạch tự nhiên có vai trị to lớn. Tuy nhiên, sinh khối
của các “vật liệu lọc” này chứa độc chất, nên cần phải được kiểm soát đặc biệt, như thu gom
chuyển ra khỏi lưu vực hoặc xử lý làm sạch..., đồng thời nghiêm cấm đưa vào dây chuyền
thức ăn dưới mọi hình thức.


21

1.9

Tính địa đới của tài nguyên nước

Tính địa đới của tài ngun nước có nguồn gốc từ tính địa đới của các yếu tố hình thành.
Dưới tác động của các tác nhân vũ trụ và Trái Đất, hình thành sự phân hố các điều kiện khí
hậu, cảnh quan như chế độ bức xạ, mưa, nhiệt, bốc hơi, thảm thực vật theo vĩ độ. Diện tích
lưu vực càng lớn, tính bình quân càng cao, ảnh hưởng của các yếu tố vi mơ (phi địa đới) bị lu
mờ, thì các yếu tố địa đới càng thể hiện tác động trội, dẫn tới tính địa đới của các hiện tượng
thuỷ văn càng rõ nét.
Dịng chảy có tính tương tự địa lý. Hai lưu vực có kích thước gần như nhau, phân bố
trong cùng một vùng khí hậu, có đặc điểm bề mặt lưu vực tương tự nhau, tức có cùng điều
kiện hình thành dịng chảy, gọi là lưu vực tương tự, thì sẽ có dịng chảy sơng ngịi gần như
nhau. Điều này đặc biệt quan trọng đối với nghiên cứu và khai thác tài nguyên nước, vì:
1- Đây là cơ sở cho việc phân vùng, lập bản đồ tài nguyên nước theo các đặc trưng thuỷ
văn hoặc theo điều kiện hình thành dịng chảy.
2- Hệ thống thuỷ văn phân bố ở khắp nơi, nhiều vùng sâu, vùng xa, vùng khó khăn chưa
phát triển sẽ khơng có hệ thống trạm quan trắc, do đó khơng có thơng tin hệ thống phục vụ
cho quy hoạch phát triển. Phương pháp lưu vực tương tự cho phép bổ sung thơng tin thiếu
một cách nhanh chóng và hợp lý.
Bản đồ tài nguyên nước gồm các loại:
1- Bản đồ phân vùng, thể hiện các thông số không liên tục theo cách thức phân chia lãnh
địa ra thành những vùng mà thơng số đó có cùng giá trị, ví dụ như bản đồ chỉ số bảo đảm
nước ngọt, bản đồ chế độ mưa, dòng chảy...
2- Bản đồ đường đồng mức (hay đường đẳng trị), thể hiện các thông số biến đổi liên tục
theo khơng gian, trong đó các điểm có cùng giá trị của thông số được nối liền với nhau thành
đường đồng mức đẳng trị, ví dụ như bản đồ lượng mưa, bốc hơi, lớp dịng chảy, mơ đun dòng
chảy…
Bản đồ đẳng trị lượng dòng chảy chỉ xây dựng được khi có số liệu đo đạc đủ dài, đồng bộ
theo thời gian, đủ dày và phủ kín theo khơng gian, điều kiện hình thành dịng chảy trên từng
lưu vực không thay đổi. Tỷ lệ bản đồ phụ thuộc mức đáp ứng số liệu theo không gian. Bản đồ
được xây dựng bằng cách đặt các giá trị dòng chảy trung bình lưu vực lên điểm trọng tâm của
lưu vực, sau đó vẽ đường đồng mức dịng chảy căn cứ vào sự biến đổi của trường số liệu, có
tính đến dạng đường đồng mức độ cao và lượng mưa. Trên bản đồ, lượng dịng chảy trung

bình lưu vực được xác định bằng giá trị đường đẳng trị đi qua trọng tâm lưu vực, hoặc ngoại
suy theo giá trị của hai đường gần nhất, hoặc tính theo phương pháp trung bình có trọng số
các giá trị dòng chảy của các mảnh diện tích thành phần nằm giữa các đường đồng mức kế
tiếp nhau cắt qua lưu vực.

1.10 Tính lưu vực của tài ngun nước
Một số yếu tố khí hậu có tính phân hố theo lưu vực (ví dụ như mưa...); Kết hợp với các
yếu tố bề mặt lưu vực, chúng tạo ra tác động tổng hợp làm cho lượng và phân phối dịng chảy
mang tính đặc thù của lưu vực rõ nét và có tính quy luật. Hàm quan hệ tổng qt giữa tài
ngun nước với các yếu tố hình thành dịng chảy trên lưu vực của nó khá chặt chẽ và có
dạng:
Dịng chảy = f ( khí hậu, bề mặt lưu vực, nhân tạo).

(1.5)


22

Chất lượng nước trong thuỷ vực phụ thuộc vào nguồn cấp nước, bề mặt lưu vực sinh
thuỷ, đặc điểm bồn chứa và các quá trình diễn ra trong khối nước, cũng như tương tác dòng
nước - bờ đáy. Từ đây có thể thấy bất kì sự biến đổi nào trên một phần nào đó của lưu vực
cũng có thể tác động tới dịng chảy trong sơng ở hạ lưu cả về lượng và chất.
Trong những thời kỳ địa chất ổn định, khi các nhân tố địa hình, địa mạo, thực vật và nhân
sinh tương đối ổn định, thì tác động tổng hợp của chúng tới dịng chảy có thể được đặc trưng
bằng một hằng số khơng đổi, do đó hàm quan hệ trên có dạng như sau (gọi là quan hệ mưa dòng chảy):
Y = f (mưa, chỉ số tổn thất tổng hợp của lưu vực).

(1.6)

Hàm tương quan trên có tính nhân quả rõ nét, với hệ số tương quan cao đến mức được

cho phép dùng làm cơng cụ tính tốn, dự báo dịng chảy khi biết lượng mưa và thơng tin về
điều kiện hình thành dịng chảy trên lưu vực.
Tính lưu vực của hiện tượng thuỷ văn là một quy luật tự nhiên quan trọng có ảnh hướng
đến các hoạt động quản lý và phát triển. Bất kỳ một tác động nhân tạo nào làm biến đổi đáng
kể điều kiện hình thành dịng chảy trên lưu vực, sẽ gây ra những hệ quả tổng hợp cho dịng
chảy. Tính nghiêm trọng của vấn đề là ở chỗ nó gây nên những hiện tượng thuỷ văn bất
thường khó dự đốn, hoặc có thể dự đốn được nhưng khó ứng phó, xử lý. Đồng thời nó làm
tăng sai số của việc tính tốn nước theo các quy luật cũ. Để tìm ra được quy luật mới cần phải
có thời gian nghiên cứu và kiểm chứng, trong khi nhu cầu đời sống không cho phép.
Tính lưu vực của các hiện tượng và quá trình thuỷ văn làm cho nó có tính đa quốc gia,
phi biên giới hành chính. Khơng một quyền lực nhân tạo nào có thể đóng cửa biên giới để
ngăn cản những hệ quả xấu do các quốc gia, dân tộc khác gây ra ở thượng lưu đi sang địa giới
hành chính của mình. Do đó quản lý phát triển theo lưu vực đang trở thành một hướng đi cần
thiết và đúng đắn để khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên nước và phát triển bền vững toàn
khu vực, toàn cầu.

1.11 Các yếu tố tự nhiên hình thành tài nguyên nước
Tự nhiên là một hệ thống mà mỗi thành tố của nó là một bộ phận khơng thể thiếu của
tồn thể, có những mối quan hệ phức tạp với phần còn lại của hệ thống, tương tác đa chiều
với chúng. Mỗi thành tố có thể vừa là tác nhân, vừa là hệ quả tác động của của một hoặc một
số yếu tố khác trong hệ thống. Việc tách ra các mối quan hệ đơn nhất, một chiều để xem xét là
rất khó khăn và việc nghiên cứu các mối quan hệ đơn nhất thường chỉ có tính lý thuyết. Tuy
nhiên nó cho phép đánh giá được về mặt lý thuyết vị trí của mỗi yếu tố trong hệ thống và
cung cấp cơ sở cho một số nghiên cứu giản lược nào đó. Dưới đây chỉ trình bày tác động đơn
của từng yếu tố hình thành dịng chảy.

1.11.1 Khí hậu
Sơng ngịi là sản phẩm của khí hậu. Yếu tố khí hậu có ảnh hưởng quyết định tới tài
nguyên nước là bức xạ Mặt Trời, nhiệt độ, mưa và gió. Các yếu tố này một mặt trực tiếp tham
gia vào quá trình hình thành cán cân nước khu vực, mặt khác tác động gián tiếp tới lượng và

chất nước thông qua các q trình phong hố, thành tạo địa hình, địa mạo, thổ nhưỡng, phát
triển thảm thực vật, hệ sinh thái...
Bức xạ Mặt Trời là yếu tố cấp năng lượng chính cho quá trình hình thành chế độ nhiệt và
điều kiện tự nhiên thích hợp đối với sự sống trên Trái Đất. Venus gần Mặt Trời hơn, lại có


23

bầu khí quyển nhiều CO2, có hiệu ứng nhà kính lớn hơn, nên rất khơ nóng, nhiệt độ 475oC;
Sao Hoả, xa Mặt Trời hơn Trái Đất 78triệu km, hoàn toàn lạnh giá, nước hầu như đóng băng.
Bức xạ Mặt Trời thực tế đến Trái Đất phụ thuộc vào độ cao Mặt Trời, cực đại tại vùng
xích đạo, cực tiểu tại hai cực, trung bình là 250kcal/cm2/năm, trong đó tiêu hao vào bốc hơi
46kcal/cm2/năm. Bức xạ đến của Mặt Trời giới hạn khả năng cấp nhiệt cho đa phần các quá
trình diễn ra trên Trái Đất, là một trong những yếu tố giới hạn mức độ bốc hơi. Lượng bốc hơi
thực tế từ mặt đất phụ thuộc đặc điểm bề mặt bốc hơi và khả năng cấp nhiệt, cấp ẩm cho quá
trình bốc hơi.
Khả năng hấp thụ nhiệt bức xạ của mặt đất phụ thuộc màu sắc và đặc điểm của nó: băng
phản xạ 80 - 90% bức xạ Mặt Trời, trong khi đó nước chỉ phản xạ 10%. Hệ quả là q trình
đốt nóng mặt đất, khí quyển khơng đồng nhất theo thời gian và không gian, gây biến động
nhiệt độ, mật độ khơng khí, áp suất khí quyển, tạo ra các dịng khí chuyển dịch ngang hoặc
thẳng đứng, mang theo hơi nước và nhiệt ẩn hoá hơi, tạo ra các hiện tượng thời tiết, phân phối
lại năng lượng. Càng lên cao khơng khí càng lỗng, nhiệt độ càng giảm. Dịng khí nóng ẩm
gặp địa hình nâng sẽ bốc lên cao, giảm nhiệt độ trung bình 0,5 - 0,6oC/100m, khi đạt tới nhiệt độ
lạnh tương ứng điểm bão hoà hơi nước thì sẽ ngưng tụ tạo mưa.
Cường độ xâm nhập ánh sáng vào nước giảm nhanh theo độ sâu, thể hiện trong cơng thức
sau:
Iz = Ioe-ηZ

(1.7)

trong đó: I - cường độ ánh sáng, Iz - cường độ ánh sáng tại độ sâu z, Io - cường độ ánh
sáng tại z = 0 Z- độ sâu, η- hệ số suy giảm cường độ ánh sáng.
Giới hạn dưới mà phytoplanton có thể sinh trưởng được bằng 1% cường độ chiếu sáng bề
mặt đầy đủ, tức 8jun/cm2/ngày. Giá trị này có thể đạt được trong nước sạch của các biển phía
nam tại độ sâu <100m, hoặc ở các ao thải tại độ sâu 0,1m. Trong các hồ tự nhiên và hồ chứa
có độ trong 1 – 2m, tại độ sâu 1m có 5 – 10% năng lượng tổng bức xạ chiếu xuống xâm nhập
vào, ở độ sâu >3m chỉ cịn vài phần nghìn.
Nhiệt độ và chế độ nhiệt của nước trong các thuỷ vực có ảnh hưởng tới sự sống của hệ
động thực vật và các q trình lý hố, ảnh hưởng đến chất lượng nước và khả năng tự làm
sạch của thuỷ vực. Chế độ nhiệt ẩm có ảnh hưởng mạnh tới phong hố (cung cấp sản phẩm bở
rời cho q trình rửa trơi, xói mịn) và tác động tới phát triển thảm thực vật (là yếu tố bảo vệ
bề mặt khỏi tác động trực tiếp của mưa nắng, chống xói mịn, tạo chất đất), do đó có ảnh
hưởng đáng kể tới chất lượng nước trong các thuỷ vực. Cường độ phong hóa vật lý tăng theo
sự tăng biên độ nhiệt và mức độ đột ngột của sự biến động nhiệt. Trong vùng nền nhiệt lớn,
tổn thất do bốc hơi mạnh có thể dẫn tới mặn hố các thuỷ vực lưu thơng nước kém.
Lượng mưa là yếu tố quyết định khả năng cấp nước cho khu vực. Hàng năm lục địa nhận
được khoảng 111.000km3 nước mưa, trong đó gần 2/3 bốc hơi, cịn khoảng 41.000km3 hình
thành dịng chảy đổ ra biển và đại dương.
Mưa phân bố theo quy luật sau:
Giảm dần từ xích đạo đến cực (đỉnh mưa lớn nhất nằm tại vùng hội tụ xích đạo, đỉnh mưa
nhỏ hơn nằm trong vùng hội tụ vĩ độ 60o).
Giảm dần theo sự tăng tính lục địa.
Tăng theo độ cao ở phía sườn đón gió ẩm.


24

Phân hoá theo mùa và chu kỳ nhiều năm.
Gia tăng lượng mưa theo độ cao chỉ thể hiện đến độ cao 2.000 - 3.000m bên sườn đón gió
ẩm, cịn sườn khuất gió đối diện sẽ thiếu ẩm, mưa ít, khơ nóng mạnh do hiệu ứng phơn. Phân bố

mưa hai bên sườn dãy Trường Sơn và hiện tượng gió Lào là sản phẩm của quy luật này. Các hình
thế thời tiết gây mưa lớn trên diện rộng là bão, xoáy thuận, áp thấp nhiệt đới, hội tụ nhiệt đới, frôn
lạnh... Hệ quả là hình thành những tâm mưa lớn nhỏ phân bố phức tạp theo không gian, bị chi
phối bởi một hoặc một số quy luật chủ đạo. Nhìn chung, tâm mưa lớn thường trùng với tâm dòng
chảy lớn và ngược lại. Các nhiễu động thời tiết, đặc biệt là các nhiễu động động lực có vai trị đặc
biệt trong hình thành lũ lớn gây hệ quả nghiêm trọng tới môi trường và dân sinh.
Phân bố mưa theo thời gian và không gian quyết định phân bố của lượng nước khu vực
theo thời gian và không gian. Dạng phân phối mưa quyết định dạng phân phối của dòng chảy.
Cường độ và diễn biến mưa có ảnh hưởng tới lượng thấm thực tế, từ đó quyết định độ lớn của
dịng chảy mặt, đặc điểm và quy mô các trận lũ. Theo một số tác giả, mức biến động gradien
lượng mưa theo độ cao 20 - 300mm/100 m gây ra biến động gradien dòng chảy ở mức 5 40mm/100m theo độ cao. Trong các vùng giáng thuỷ lỏng, mùa lũ trên sông thường bắt đầu
chậm hơn bắt đầu mùa mưa 1 - 2 tháng.
Mưa là yếu tố ảnh hưởng lớn tới chất lượng nước các thuỷ vực. Mưa rửa sạch bầu khí
quyển, hồ tan nhiều khí làm độ pH của nước giảm, thành phần và tính chất của nước phân
hố. Hạt mưa có động năng nên trực tiếp công phá bề mặt đất. Mưa sinh dịng mặt hồ tan,
xói mịn mặt đất và chuyển tải sản phẩm phong hố, xói mịn đi xa. Mưa càng lớn, nguy cơ
hình thành dịng chảy sườn dốc càng lớn, động năng càng cao, xói mịn càng mạnh. Trong
thực tế, xói mịn chỉ xuất hiện khi mưa vượt q ngưỡng xói mịn theo cường độ (25 mm/giờ).
Việt Nam có khoảng 40% lượng mưa rơi với cường độ trên ngưỡng xói mịn.
Quan hệ giữa tổng mưa và lượng đất bị xói có thể tính theo cơng thức:
R = 0,082P - 21
trong đó; R- chỉ số xói mịn do mưa, P- mưa trung bình năm.
Tuy nhiên quan hệ giữa mưa và xói mịn khơng hồn tồn tuyến tính và bản đồ xói mịn
đất khơng hồn tồn trùng khớp với bản đồ mưa thế giới. Vùng mưa nhiều có điều kiện tốt
cho thảm thực vật phát triển, thường có khả năng bền vững hơn trước tác động xói mịn của
mưa và dịng chảy. Ngược lại, những vùng mưa ít, khơ hạn kéo dài thường không thuận lợi
cho sự phát triển của thực vật, đất đá bị phong hóa mạnh và khơng được bảo vệ, rất dễ bị xói
mịn mạnh.
Gió có ảnh hưởng lớn tới thành tạo địa hình (thổi mịn, mài mịn) trên tồn bộ bề mặt
sườn, kể cả sườn lõm và chuyển vận vật chất bở rời đi xa, do đó nó có tác động gián tiếp tới

q trình hình thành dòng chảy trên lưu vực và chất lượng nước thuỷ vực.

1.11.2 Địa hình, địa chất, thổ nhưỡng
Yếu tố địa hình ảnh hưởng đáng kể tới tài nguyên nước là độ cao, hình dạng, mức độ cắt
xẻ bề mặt, độ dốc và độ dài sườn dốc. Địa hình làm cho các yếu tố khí hậu phân hóa mạnh
theo chiều ngang và chiều thẳng đứng. Theo chiều ngang, các dãy núi tạo ra những đường
phân chia khí hậu và đường chia nước. Theo chiều thẳng đứng, càng lên cao nhiệt độ và bốc
hơi giảm, cịn mưa tăng bên phía sườn đón gió ẩm. Điều này có thể dẫn đến hình thành
những khác biệt sâu sắc trong địa hình, cảnh quan, thảm thực vật và tài nguyên nước giữa hai


25

phía sườn núi. Tại Việt Nam, khi mưa tăng 20 - 300mm trên 100m tăng cao thì dịng chảy
tăng 5 - 40mm; Tính trung bình lượng dịng chảy tăng 16% trên 100m tăng cao.
Địa hình bằng phẳng hạn chế tiêu thoát nước, thuận lợi cho việc kéo dài thời gian duy trì
lớp nước trên mặt, tăng thấm. Địa hình âm thuận lợi cho tích luỹ trầm tích và chứa nước, tạo
cơ chế điều tiết tự nhiên dòng chảy lũ. Địa hình cắt xẻ mạnh thuận lợi cho tiêu thốt nước và
tăng mật độ lưới sơng.
Địa hình dương, độ dốc, độ dài sườn dốc lớn thuận lợi cho tiêu thoát nước và xói mịn bề
mặt, dẫn đến gia tăng cực đoan dòng chảy lỏng và rắn. Độ dốc sườn 3o - 6ođã gây xói mịn
sườn dốc, độ dốc 8o - 10o đất bị xói mịn mạnh, là giới hạn cuối cùng có thể trồng cây nơng
nghiệp. Đất dốc 10o - 25o chỉ có thể dành cho chăn ni và cây lâm nghiệp, không đươc cày
xới. Theo Vi Văn Vị, độ dốc 25o gây xói mịn mạnh gấp 10 lần độ dốc 10o, độ dốc 15o - gây
xói mịn mạnh gấp 2,5 lần độ dốc 10o. Độ dốc càng lớn, khả năng phát triển của thực vật càng
hạn chế, gây nguy cơ gia tăng tập trung nước, tăng xói mịn và tiềm ẩn nguy cơ tai biến môi
trường khi thảm thực vật tự nhiên bị huỷ diệt. Đất dốc >35o phải bảo vệ và không khai thác
rừng.
Cường độ mất đất trên sườn dốc tăng nhanh theo sự tăng của độ dốc. Chỉ số xói mịn
chiều dài sườn L và chỉ số xói mịn độ dốc S được tính theo các tác giả khác nhau như sau:

Sing

L = d0,8

S = a1,49

Wisschmeier

L = (d/22,5)b S = 0,0028a2 + 0,106a - 0,27

trong đó: d- độ dài sườn dốc; a - độ dốc (%); b = 0,3 - 0,6 (tuỳ a)
Ngồi q trình xói mịn các phần tử bở rời, tác động của nước trên sườn dốc trong những
điều kiện nhất định về độ dốc và trạng thái kết cấu của khối vật chất, còn gây ra những hiện
tượng đặc biệt như sụt lở, trượt đất, đất chảy... làm thay đổi địa hình và tăng cường nguồn cấp
phù sa cho sơng.
Địa chất thổ nhưỡng có ảnh hưởng tới nước mặt, nước dưới đất cả về chế độ, lượng và
chất do nó quyết định:
Mức độ bền vững của bề mặt chống xói mịn, hồ tan.
Đặc điểm vật chất cuốn theo.
Khả năng thấm, chứa, giữ và cấp nước của đất đá.
Thế nằm và độ sâu của các tầng chứa nước dưới đất, từ đó quyết định đặc điểm quan hệ
thuỷ lực giữa các thuỷ vực mặt với ngầm và ngầm với nhau.
Đặc điểm lịng sơng trên mặt bằng
Tính chất của nham thạch có quan hệ mật thiết với q trình phong hóa tạo vật chất bở
rời. Đất đá cấu tạo khơng đồng nhất, màu sắc phân hóa, độ dẫn nhiệt nhỏ, nhiệt dung riêng
nhỏ sẽ giãn nở vì nhiệt mạnh và không đồng đều, nên dễ bị vỡ vụn. Đất đá có nhiều khe nứt,
khi bị nước lấp đầy các khe nứt và đóng băng sẽ bị phá mạnh hơn.
Độ xói mịn của đất phụ thuộc tính chất vật lý của nó như tỷ lệ cát, bùn, sét, hàm lượng
mùn, chất hữu cơ, cấu tượng, độ ẩm trước khi mưa, kết cấu đất... Các hạt mịn thường bị rửa
trôi trước nhất và chuyển dịch xa nhất. Theo Bouyoucos, 1935, xói mịn đất tỷ lệ với đại

lượng (%cát + %bùn)/%sét. Wischmeier và Smith (1978), đưa ra cơng thức tính chỉ số xói
mịn đất K sau:


26

K = 2,1 M1,14 (12 - a)10-4 + 3,25 (b - 2) + 2,1 (c - 3)
trong đó: M = %(bột + cát mịn)/(100 - %sét), a- hàm lượng chất hữu cơ (%), b- cấp cấu
trúc của đất, c- cấp độ thấm của đất
Đất tơi xốp, có cấu tượng, giàu mùn có khả năng thấm nước tốt, giữ ẩm tốt. Đá sỏi, dăm,
cát có độ thấm, chứa và nhả nước tốt. Đất sét cho nước thấm qua và cấp nước kém vì các lỗ
rỗng chủ yếu có kích thước mao mạch và hạt sét gặp nước trương nở.
Đất đá thấm, chứa, cấp nước tốt là điều kiện hạn chế hình thành mật độ sơng suối lớn,
hạn chế hình thành cực đoan dòng chảy mặt, tăng điều tiết mùa bằng dòng ngầm và ngược lại.
Tại vùng đá vôi Trà Lĩnh (Cao Bằng), Kẻ Bàng (Quảng Bình), khi tỷ lệ đá vơi trong lưu
vực tăng 10% dòng chảy mặt giảm 8%. Ở vùng đá vơi và bazan Việt Nam, tỷ lệ dịng
ngầm chiếm tới 30 - 40% tổng lượng năm, mùa lũ bắt đầu chậm hơn mùa mưa 2 tháng.
Khơng chỉ có đặc điểm địa chất, mà toàn bộ các hoạt động địa chất kiến tạo có thể để lại
những dấu ấn sâu sắc lên đặc điểm hình thành và phát triển của mạng lưới sơng, hình dạng
lịng sơng và thung lũng sông...
Theo Lê Bá Thảo [6], sông suối Việt Nam chảy qua cao nguyên đá vôi hoặc là cắt thành những
hẻm vực vừa hẹp vừa dài, như đoạn sông Chảy cắt qua Bắc Hà (Lào Cai) dài 60km, hoặc là chơi trò
ú tim kỳ lạ: biến mất trước một hố sâu thăm thẳm, rồi xuất hiện ở một nơi nào đó dưới chân cao
nguyên hay một thung lũng kín (cửa hiện), như suối Nậm Tơn ở phía dưới Mộc Hạ.
Dãy Hồng Liên Sơn được cấu tạo từ đá macma, phun trào, đá phiến, đá vôi và các loại
khác, luôn bị phong hố mạnh trong điều kiện khí hậu Việt Nam, nhưng tồn bộ vật liệu bở
rời nhanh chóng bị cuốn trơi, nên đỉnh núi ln nhọn hoắt như răng cưa, cịn ở chân núi lại
hình thành những nón phóng vật khổng lồ. Từ đầu Đại Tân sinh, toàn vùng chịu hoạt động
nâng gần như đều khắp, làm tăng cường các hoạt động xâm thực của nước. Dựa vào những
đường nứt nẻ lớn có sẵn trong đá mac ma, các sơng suối, như những lưỡi dao sắc ngọt xén sâu

xuống, tạo thành những thung lũng thăm thẳm giữa hai sườn dốc đứng. Cánh phía Đơng Bắc
chịu ảnh hưởng sụt lún của đứt gãy sông Hồng, đổ dần thành những bậc thang đồi thấp xuống
thung lũng, nên sơng suối có điều kiện chảy vòng vèo, kéo dài đường đi. Cánh Tây Nam được
nâng lên mạnh, nghiêng xuống thung lũng các phụ lưu sông Đà, làm cho chúng trở nên ngắn và
hung dữ.

1.11.3 Lớp phủ thực vật
Vai trò của lớp phủ thực vật trong quá trình hình thành tài nguyên nước thể hiện ở chỗ:
Che phủ, ngăn không cho mặt đất chịu tác động trực tiếp của mưa, bức xạ gây phong hoá
bở rời, bảo vệ đất chống xói mịn và giảm dịng rắn từ lưu vực vào sơng.
Làm cho đất tơi xốp, có cấu tượng, bền vững trước các tác động xói mịn, giữ ẩm đất và
tăng thấm tạo ra tăng điều tiết dịng chảy theo mùa.
Điều hồ vi khí hậu, duy trì độ ẩm hợp lý trong đất và khơng khí
Khả năng bảo vệ đất của lớp phủ thực vật phụ thuộc vào loại cây, tuổi cây, mật độ cây,
đặc điểm quá trình khai thác sử dụng... và tăng theo sự tăng độ dày tán lá, thời gian che phủ,
độ phì của đất. Bộ rễ bảo vệ đất chống xói mịn do nó tạo khe nứt cho nước thấm qua và tạo
bề mặt ghồ ghề, cản trở khơng cho dịng mặt sinh nhiều, chảy nhanh, chảy thẳng theo hướng
sườn dốc và xói mạnh.


27

Theo Khanbecôp, trong vùng thừa ẩm, độ che phủ thực vật thích hợp nhất là 60%, vùng
khơ - 25%. Theo FAO, lưu vực có độ che phủ <20% bị xem là nghèo kiệt, <30% là dưới
ngưỡng an toàn sinh thái. Theo Nguyễn Quang Mỹ, ở Việt Nam, đất rừng tự nhiên độ dốc 15 2o, độ che phủ >80%, bị xói mịn 4 tấn/ha/năm, vùng cây bụi, cây ăn quả, độ che phủ 40 60%, bị xói mịn 64tấn/ha/năm, đất lúa và hoa màu có độ dốc 3 - 8o, độ che phủ <10% trên đất
bị xói mịn 107tấn/ha/năm.
Biểu thức tính xói mịn tổng hợp do Wischmeier và Smith (1978) đưa ra có dạng:
A = R. K. L. S. C. P
trong đó: A- lượng đất bị xói mịn (tấn/ha/năm), R- chỉ số xói mịn do mưa, L- chỉ số xói
mịn do chiều dài sườn dốc, S- chỉ số xói mịn do độ dốc, C- chỉ số xói mịn do lớp phủ thực

vật ,K- chỉ số xói mịn của đất, P- chỉ số xói mịn do biện pháp canh tác

1.12 Ảnh hưởng của biến động khí hậu tới tài nguyên nước
Khí hậu Trái Đất thường xuyên thay đổi, với những kỳ băng hà, dài khoảng 100.000 năm,
xen kẽ kỳ nóng lên, dài khoảng 10.000 - 20.000 năm, ảnh hưởng to lớn tới toàn bộ hoặc một bộ
phận hệ sinh thái tự nhiên và xã hội lồi người. Trong kỳ nóng lên hay lạnh đi của Trái Đất cũng
có những giai đoạn ngắn Trái Đất lạnh đi hoặc nóng lên. Hiện chúng ta đang sống trong kỳ nóng
lên của Trái Đất, bắt đầu cách đây khoảng 11.000 năm.
Biến động khí hậu tồn cầu diễn ra theo hai xu thế:
Có tính quy luật, liên quan với biến động của các nhân tố có quy luật trên Trái Đất hoặc
ngoài vũ trụ.
Bất thường, liên quan với hoạt động bất thường của Trái Đất và tác động nhân sinh.
Nguyên nhân gây biến động khí hậu tồn cầu có tính quy luật rất đa dạng, trong đó
đáng chú ý là do thay đổi dịng năng lượng bức xạ Mặt Trời đến mặt đất, phụ thuộc ba
nguyên nhân:
Thay đổi vị trí Trái Đất so với Mặt Trời.
Biến động cường độ hoạt động của Mặt Trời.
Vật cản dòng bức xạ Mặt Trời có trong khí quyển.
Khoảng cách Trái Đất - Mặt Trời ln thay đổi vì quỹ đạo quanh Mặt Trời của Trái Đất
không ổn định. Mỗi chu kỳ thay đổi từ quỹ đạo tròn đến quỹ đạo bầu dục khoảng 100.000
năm và có thể làm thay đổi 7% năng lượng Mặt Trời đến mặt đất. Hiện nay quỹ đạo Trái Đất
quanh Mặt Trời đang là gần tròn.
Trục Trái Đất nghiêng một góc từ 22o đến 25o trong chu kỳ chao đảo 25.600 năm (8’/năm),
làm tăng hoặc giảm khoảng 20% năng lượng Mặt Trời đến Trái Đất. Khi trục tăng độ nghiêng,
băng ở cực gần Mặt Trời sẽ tan nhiều hơn, gây tăng mực nước và mở rộng diện tích đại dương,
khí hậu Trái Đất nóng lên. Khi độ nghiêng giảm, băng ở cực phát triển, tràn về vùng ơn đới, băng
hà núi cao cũng phát triển, khí hậu Trái Đất lạnh đi. Hiện góc nghiêng đang là 23o 37’ , làm cho
Trái Đất gần Mặt Trời hơn vào tháng giêng, mùa đông ở Bắc Bán Cầu ấm hơn ở Nam Bán Cầu.
Nhiệt độ bề mặt Mặt Trời khoảng 6.000oC. Trung bình 11 năm một lần, bề mặt Mặt Trời xuất
hiện nhiều vết đen có nhiệt độ >4.000oC, kèm với các tai lửa nhiệt độ 7.000o C - 10.000oC. Đó là

năm Mặt Trời hoạt động mạnh nhất, phát ra những luồng bức xạ rất mạnh làm gia tăng năng